专利名称：光卤石脱水和尾气净化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种脱水和尾气净化工艺及设备，尤其是涉及一种光 卤石脱水和尾气净化装置。
光卤石为一种天然化合物，成分为钾、镁的卤化物矿物，其化学分子
式为KClMgCh，6H20，是含镁、钾盐湖中蒸发作用最后产物，常与石盐、 钾石盐共生，中国柴达木盆地盐层和云南钾石盐矿床中均有丰富的光卤 石。天然光卤石用途十分广泛，是工业制造钾肥和提取金属镁的重要矿物 原料；是提炼金属镁的精炼剂和生产铝镁合金的保护剂；也可用作铝镁合 金的焊接剂和金属的助熔剂；还用于生产钾盐和镁盐、制造盐酸等。在以 光卤石为原料制取氯化钾、氯化镁和金属镁的过程中，光卤石一次脱水是 一个非常重要的过程，其作用就是将光卤石中的结晶水尽量除去，使物料 中水含量在3% 5%以下，MgCl2的水解率控制在7X 8X以下。在光 卤石中由于MgCh与KC1的化学络合减弱了 MgCh与H20之间的键力， 使光卤石在载热体中加热脱水较氯化镁水合物(MgCl2 6H20)容易，并且 MgCh的水解也较少。
光卤石的脱水一般分为两个阶段进行
第一阶段是将六水光卤石脱到二水光卤石。即KCl.MgCl2.6H20— KCl'MgCl2'2H20 +4H20。这个阶段温度控制在12(TC 14(TC之间较好， 若温度过高在167.5"C以上时，六水光卤石就会熔化在自己的结晶水中， 并按下式分解
KCl.MgCl26H20—KCI+ MgCl2.6H20
而MgC12，6H20脱水较困难，并且将会加剧水解。
第二阶段是脱去光卤石中剩下的两个结晶水，生成无水光卤石。艮口 KClMgCl2.2H20 —KCl，MgCl2+2H20。此过程还会产生水解反应，其反应 过程为
KCl,MgCl2.2H20—MgOHCl.KCl+HCl+2H20 MgOHCl.KCl—MgO+ KC1 + HC1
在通常情况下脱水温度直接影响物料的水解率，多次实验证明，第二 阶段温度控制在180'C 21(TC之间可获得含水量和水解率低的脱水料。
前苏联是世界上唯一采用光卤石炼镁的国家，迄今已有60多年的历史， 他们先是使用回转窑进行钾光卤石的一次脱水，1956年以后就着手于光卤 石的沸腾脱水技术的研究，60年代就用沸腾炉全部代替了回转窑，使脱水 料质量大大提高。我国自80年代开始这方面的研究,通过实验并参考前苏联的有关资料， 在相关镁厂进行了钾光卤石炼镁的工业性试验，在沸腾炉脱水工艺技术上 取得了一定的成功。
但是，沸腾炉脱水在工艺、效率等方面仍然存在一定的不足。
沸腾加热脱水是将光卤石和燃料混合放入加热炉，靠配风的动力将溶 化状态的光卤石搅拌，均匀程度难以控制，在沸腾床中就易结球，其球重 量大，不易排出炉外，球内水分也不易逸出，这些球块滞留在筛板上部浮 动，球块之间相互磨擦产生许多粒度极细的粉尘，给收尘带来很多困难， 降低了镁的实收率，球块累积多了就会恶化沸腾床的流态化状态，需停炉 清理，影响沸腾炉的正常操作。而且燃料与原料直接接触，助燃空气中的 氧气会造成镁的氧化，生成氧化镁，原料中的杂质也无法排出，产品纯度 较低。沸腾加热脱水使用的燃料只能为气体，生产成本高，应急替代困难。 而且尾气中含有许多光卤石粉尘和HC1等物质，尾气经洗涤后其废水处理 困难，甚至无法处理。
除了沸腾炉脱水工艺技术外，在我国仍然沿用原始的固定床法，不但 没有成型设备，生产效率低，空气污染严重，给环境造成极大的破坏，甚 至造成人员伤亡。 发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构独特、自动 化程度高、工艺先进、利于环保的光卤石的脱水和尾气的净化装置。 本实用新型通过如下方式实现
一种光卤石脱水和尾气净化装置，其特征是它是由温控自动化上料 设备、平卧式自动搅拌加热脱水设备、成品回收设备、尾气处理设备和数 控台组成；
所述平卧式自动搅拌加热脱水设备是由平卧式釜体和其下部的加热 装置组成，釜体内沿轴向方向固定有由变频电机带动的搅刀、其顶部设有 的检查孔、其下部设有的清渣孔和出料口，釜体中部设有将其分为前后两 个室的设有孔的隔板；
所述加热装置是由外壳、保温层和燃烧器组装而成；
所述温控自动化上料设备是由与所述平卧式自动搅拌加热脱水设备 一端的上部连有自动开合式进料斗、进料斗上连接的输送机相连、输送机 上连接的原料仓和平卧式自动搅拌加热脱水设备内的热电偶组成；
所述尾气处理设备是由与所述平卧式自动搅拌加热脱水设备另一端 连有输出管道，输出管道上依次连接的耐酸引风机与喷淋塔组成；
所述喷淋塔上连有与沉淀池相连的自流管和与离心泵相连的喷淋汽 水输送管，所述喷淋汽水输送管与由搅拌电机带动的生成喷淋汽水的搅拌 池相连；在所述输出管道与所述耐酸引风机之间连有石墨冷却器； 所述输送机为通过变频电机带动的螺旋输送机； 所述喷淋塔内自上而下组装有多孔喷淋管。
本实用新型有如下效果
1) 结构独特本实用新型共由四大部分组成，即温控自动化上料设备、 平卧式自动搅拌加热脱水设备、成品回收设备和尾气处理设备，自动化上 料设备包括原料仓、变频电机、螺旋输送机、自动开合式进料斗。平卧 式自动搅拌加热脱水设备包括圆柱形工业不锈钢脱水釜体、变频电机、 釜体内机械搅刀、两阶段脱水带孔隔板、煤气或煤粉燃烧器、釜体和炉膛 内置相匹配电热偶、釜体检査孔、清渣孔、成品料出口、釜体支撑及炉膛 组合体。成品回收设备包括出料管道、绝缘陶瓷电热套管、成品料斗、 钢制自动控制输送设备、颚式破碎机、皮带输送机、粉碎机、电子自动装 料机。尾气处理设备包括工业不锈钢排气管道、石墨冷却器、耐酸引风 机、玻璃钢喷淋塔、烟囱、石灰水搅拌池、离心泵、螺旋式玻璃钢多孔喷 淋管、自排管道、沉淀池。釜体支撑通过型钢与釜体连接并支撑于炉体。 釜体下面为高铝耐火砖炉膛，外设置隔热保温层、再用普通砖砌筑即可。
以上所述原料仓、输送机、进料斗、釜体、隔板、搅刀、输送管道、 成品料斗均为工业不锈钢制作，其中釜体采用316L钢。
2) 自动化程度高本设备的进料数量、搅拌转速、煤气或煤粉的用量、 喷淋速度均通过釜体温度控制，温度大小通过釜体电热偶传至自动数控 台，再由数控台指令控制机械转速、煤气或煤粉的用量，从而形成全程自 动化生产，提高生产效率。原料由原料仓通过螺旋输送机输送至进料斗后 进入脱水釜体，釜体由隔板分割为前后两个室，釜体下为炉膛，为节约能 源，两个室位由同一炉膛提供加热，但为保证两个室完成两次脱水所需的
合适温度，炉膛温度控制在80(TC — 825'C，并根据电热偶控制的工作温度 调整进料速度，实为控制原料停留时间，使第1室温度在18(TC 360'C之 间完成第一阶段脱水后，熔融的光卤石由隔板开孔流入第2室，通过迅速 升温使温度提高至36(TC 700'C之间完成第二阶段的脱水，室内原料的温 度由电热偶控制，之后经出料口流入出料管道，管道外包绝缘陶瓷电热套 管，以防止降温引起的管道堵塞，成品料由管道进入料斗后，经钢制自动 控制输送带送至颚式破碎机，再由皮带输送机送至粉碎机粉碎后进入电子 自动装料机，后可装袋。对于脱水过程中由于水解反应产生的少量HC1气 体，通过釜体顶部输出管道和石墨冷却器冷却后由引风机输送至喷淋塔， 与喷淋管喷出的烧碱水汽-NaOH，发生中和反应，中和反应后的氯化钠和 水直接通过塔底自流管流入沉淀池，水蒸气由烟囱排出。炉膛内的烟气也 通过釜体末端的输出管道经石墨冷却器冷却后由引风机输送至喷淋塔，经 过化学反应后的碳酸钠和水直接通过塔底自流管流入沉淀池，水蒸气由烟囱排出。喷淋用石灰水由生石灰与水搅拌发生化学反应生成，再通过离心 泵输送至螺旋多孔喷淋管喷洒形成水汽。釜体底部设置排放口，将脱水过 程中产生的废渣，定期的从排放口排放。
3) 本发明全程自动控制，能够连续运行，通过系统中设置热电偶，并 根据光卤石的脱水温度进行有效的控制工作温度，脱水效率能达100%。
4) 本发明通过釜体数组电热偶将温度传至自动数控台，再由数控台指 令控制机械转速、煤气或煤粉的用量，避免了过多的人为因素，使生产完 全自动化，较大的提高了生产效率，并大大的提高了产品质量；同时确保 操作人员的安全，可将安全事故降至零。
5) 本发明中的脱水釜体为平卧式，较以往的固定床或立式沸腾炉具有 诸多优点，平卧式釜体受热面积大、易于搅拌、受热均匀，避免了爆锅或 爆炉，确保安全生产。同时采用开孔隔板隔离，并通过不同的原料体积和 进料速度调节和控制原料脱水温度，有效地节约了燃料，降低了C02的排 放，并提高了产品的质量。
6) 本发明更加注重环保，对HC1和C02气体进行了净化，对灰尘进行 了有效的落尘回收。在进料口设置自动开合式装置，避免了 HC1气体外漏。
图1为本实用新型的结构示意图。
一种光卤石脱水和尾气净化装置，如图l所示它是由温控自动化上 料设备l、平卧式自动搅拌加热脱水设备2、成品回收设备3、尾气处理设 备4和数控台28组成，所述平卧式自动搅拌加热脱水设备2是由平卧式 釜体5和其下部的加热装置11组成，釜体5内沿轴向方向固定有由变频 电机18带动的搅刀19、其顶部设有的检査孔20、其下部设有的清渣孔21 和出料口 22，釜体5中部设有将其分为前后两个室的设有孔的隔板17， 加热装置11是由外壳23、保温层24和燃烧器25组装而成，温控自动化 上料设备1是由与所述平卧式自动搅拌加热脱水设备2—端的上部连有自 动开合式进料斗6、进料斗6上连接的输送机7相连、输送机7上连接的 原料仓8和平卧式自动搅拌加热脱水设备2内的热电偶组成。尾气处理设 备4是由与所述平卧式自动搅拌加热脱水设备2另一端连有输出管道9， 输出管道9上依次连接的耐酸引风机10与喷淋塔30组成。
喷淋塔30上连有与沉淀池15相连的自流管12和与离心泵16相连的 喷淋汽水输送管13，所述喷淋汽水输送管13与由搅拌电机14带动的生成 喷淋汽水的搅拌池31相连。
在输出管道9与所述耐酸引风机10之间连有石墨冷却器32。
输送机7为通过变频电机29带动的螺旋输送机，喷淋塔30内自上而 下组装有多孔喷淋管26。如图1所示螺旋输送机7由变频电机29进行变频驱动，将原料仓8 中的光卤石输送至进料斗6，通过开合式进料斗6进入釜体5，釜体5用 隔板17分隔为前后两个加热脱水室，在隔板17—定高度进行开孔，代替 了管道连接，防止堵塞；釜体5下为炉膛加热装置11由煤气或煤粉燃烧提 供加热，釜体5内置的相匹配的电热偶，控制工作温度；釜体内有搅刀19， 并通过中轴由釜体5端部变频电机18驱动，以搅拌光卤石，防止凝结， 使受热更加均匀；
原料进入釜体5后，在釜体5第1室开始第一阶段的加热搅拌脱水， 随着原料不断的进入，完成第一阶段脱水、熔融状态的光卤石通过隔板孔 流入釜体第2室进行第二阶段的脱水，之后经出料口 22流入出料管道， 管道外包绝缘陶瓷电热套管，以防止降温引起的管道堵塞，成品料由管道 进入料斗后，经钢制自动控制输送带送至颚式破碎机，再由皮带输送机送 至粉碎机粉碎后进入电子自动装料机，后可装袋。
光卤石首先在第1个脱水室进行第一次脱水，达到熔融状态之后通过 隔板孔流入第2个加热脱水室进行第二次脱水，最后通过出料口进入成品 料回收设备3。
釜体5下设有清渣孔21，定期进行清渣。顶部设有检査孔20，方便临
时检查。
脱水过程中产生的HC1气体从釜体5端部的输出管道9输出，经过石 墨冷却器32降温后，由耐酸引风机10输送至喷淋塔30，由耐酸混凝土基 础支撑，HCl与多孔喷淋管喷出的NaOH雾汽发生化学中和反应，生成的 水和NaCl在自重作用下沉至塔底，并通过自流管12流入沉淀池15。
炉膛内的烟气也经过石墨冷却器32，由耐酸引风机10输送至喷淋塔 30，燃烧产生的C02与NaOH发生化学反应，生成的Na2C03和水在自重 作用下沉至塔底，并通过自流管12流入沉淀池15。
喷淋所用喷淋用烧碱水由烧碱与水搅拌在搅拌池31由搅拌电机14驱 动搅拌发生化学反应生成，再通过离心泵16通过输送管输送至喷淋塔内 的螺旋多孔喷淋管喷洒形成水汽，喷淋塔30内的水蒸气由烟囱排出。
权利要求1.一种光卤石脱水和尾气净化装置，其特征是它是由温控自动化上料设备(1)、平卧式自动搅拌加热脱水设备(2)、成品回收设备(3)、尾气处理设备(4)和数控台(28)组成，所述平卧式自动搅拌加热脱水设备(2)是由平卧式釜体(5)和其下部的加热装置(11)组成，釜体(5)内沿轴向方向固定有由变频电机(18)带动的搅刀(19)、其顶部设有的检查孔(20)、其下部设有的清渣孔(21)和出料口(22)，釜体(5)中部设有将其分为前后两个室的设有孔的隔板(17)，所述加热装置(11)是由外壳(23)、保温层(24)和燃烧器(25)组装而成。
2. 如权利要求1所述的光卤石脱水和尾气净化装置，其特征是所 述温控自动化上料设备(1)是由与所述平卧式自动搅拌加热脱水设备(2) 一端的上部连有自动开合式进料斗(6)、进料斗(6)上连接的输送机(7) 相连、输送机(7)上连接的原料仓(8)和平卧式自动搅拌加热脱水设备(2〉内的热电偶组成。
3. 如权利要求1所述的光卤石脱水和尾气净化装置，其特征是所 述尾气处理设备(4)是由与所述平卧式自动搅拌加热脱水设备(2)另一 端连有输出管道(9)，输出管道(9)上依次连接的耐酸引风机(10)与 喷淋塔(30)组成。
4. 如权利要求3所述的光卤石脱水和尾气净化装置，其特征是所 述喷淋塔(30)上连有与沉淀池(15)相连的自流管(12)和与离心泵(16) 相连的喷淋汽水输送管(13)，所述喷淋汽水输送管(13)与由搅拌电机(14)带动的生成喷淋汽水的搅拌池(31)'相连。
5. 如权利要求3所述的光卤石脱水和尾气净化装置，其特征是在 所述输出管道(9)与所述耐酸引风机(10)之间连有石墨冷却器(32)。
6. 如权利要求2所述的光卤石脱水和尾气净化设备，其特征是所 述输送机(7)为通过变频电机(29)带动的螺旋输送机。
7. 如权利要求3所述的光卤石脱水和尾气净化装置，其特征是所 述喷淋塔(30)内自上而下组装有多孔喷淋管(26)。
专利摘要本实用新型涉及一种脱水和尾气净化工艺及设备，尤其是涉及一种光卤石脱水和尾气净化装置，其特征是它是由温控自动化上料设备、平卧式自动搅拌加热脱水设备、成品回收设备、尾气处理设备和数控台组成，所述平卧式自动搅拌加热脱水设备是由平卧式釜体和其下部的加热装置组成，釜体内沿轴向方向固定有由变频电机带动的搅刀、其顶部设有的检查孔、其下部设有的清渣孔和出料口，釜体中部设有将其分为前后两个室的设有孔的隔板，所述加热装置是由外壳、保温层和燃烧器组装而成；本实用新型结构独特、自动化程度高、工艺先进、利于环保。
文档编号C01D3/00GK201331258SQ20082012887
公开日2009年10月21日 申请日期2008年11月29日 优先权日2008年11月29日
发明者刘金钊 申请人:刘金钊